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Magnetically-driven deployable structure inspired by worms
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DOI：10.1088/1748-3190/ae6698.png)
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摘要
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本研究探讨了无分节海洋蠕虫Phascolosoma stephensoni的突出机制，以启发软体机器人领域的新驱动策略。开发了一种磁驱动软流体传动机制，用于展开类似吻的结构，实现相对于系统初始静止长度的最大2.5倍伸长比。该设计整合了一个充满流体的主动躯干和四个磁致弯曲单元（15 mm × 30 mm × 2 mm），以及一个在静止状态下内部容纳的被动吻部。在外部磁场作用下，单元压缩躯干，通过流体位移驱动吻部展开，而超弹性被动条带在磁场关闭时实现其回缩。单元由DragonSkin-10硅胶和5 μm NdFeB颗粒制成，颗粒浓度范围为40 wt%至70 wt%。将颗粒含量从40 wt%增至70 wt%可带来高达约200%的磁化增益和弯曲性能的显著提升。开发了躯干分析模型，并通过2.4%误差验证，以指导吻部设计。最终性能通过吻部位移（最大45 mm，即相对于系统初始静止长度的最大2.5倍）、内部压力变化（最大3 kPa）和尖端力（最大1 N）进行评估。这些结果表明，优化磁-机械性能可实现全软、无线驱动的流体传动机制，为受约束和精细环境中的靶向递送等应用铺平道路。
Keyword:
magnetic actuation
deployable structures
sipunculid worms
soft actuation
期刊
B
IF:
3
论文数:
67
被引数:
0
机构
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